L'electricitat dinàmica és la branca de l'electricitat que estudia el moviment de les càrregues elèctriques a través d'un conductor, cosa que coneixem com a corrent elèctric. A diferència de l'electricitat estàtica, on les càrregues no es mouen, a l'electricitat dinàmica, les càrregues estan en constant moviment, generant un corrent que pot ser utilitzat per fer funcionar tot tipus de dispositius.
Explorem aquest tema a través de 10 exemples quotidians que mostren com funciona l'electricitat dinàmica a les nostres vides.
1. Un telèfon mòbil carregant-se
Un dels exemples més comuns delectricitat dinàmica el veiem quan carreguem els nostres telèfons mòbils. En connectar el cable de càrrega al corrent elèctric de la casa i al dispositiu, les càrregues elèctriques es comencen a moure a través del cable. El carregador converteix el corrent altern que surt de l'endoll en corrent continu, que és el que necessita el telèfon per carregar la bateria.
El corrent dinàmic flueix des de l'endoll cap al telèfon a través del cable, ia mesura que les càrregues elèctriques es mouen, transfereixen energia al dispositiu, emmagatzemant-la en forma d'energia química a la bateria. Sense aquest moviment de càrregues, el telèfon no es podria carregar.
2. Encendre una bombeta
Un altre exemple clàssic és quan encenem una bombeta incandescent convencional.
En prémer l'interruptor, tanquem un circuit elèctric que permet que els electrons flueixin des de la font d'energia (que pot ser la xarxa elèctrica de la casa) cap a la bombeta. El corrent elèctric que flueix pel filament de la bombeta genera calor a causa de la resistència del material, cosa que provoca que el filament s'escalfi tant que emeti llum.
En aquest cas estem convertint energia elèctrica en energia lluminosa i tèrmica, tot gràcies al moviment de les càrregues elèctriques.
Hi ha molts altres tipus de bombetes, com les bombetes led, que funcionen de maneres diferents. Tot i això, totes necessiten alimentar-se d'un corrent elèctric i són bons exemples d'electricitat dinàmica.
3. Un ventilador en marxa
El ventilador és un altre exemple d'electricitat dinàmica. Quan l'encenem, el corrent elèctric flueix des de l'endoll a través del cable i arriba al motor del ventilador. El motor converteix l'energia elèctrica en energia mecànica, cosa que fa que les aspes del ventilador girin.
El procés és simple: les càrregues elèctriques es mouen a través del motor, fent que un electroimant giri a l'interior. Aquest moviment genera un camp magnètic que empeny les aspes del ventilador i genera així el vent que refresca l'habitació. Tot això passa gràcies a l'electricitat dinàmica.
4. Un cotxe elèctric en moviment
Els cotxes elèctrics són un exemple excel·lent d'electricitat dinàmica aplicada a la mobilitat. En lloc de dependre dun motor de combustió, aquests vehicles utilitzen bateries per emmagatzemar energia elèctrica. Quan el conductor accelera, la bateria converteix l'energia química emmagatzemada a les cel·les i allibera electricitat, que flueix cap a un motor elèctric.
Aquest motor converteix el corrent elèctric en energia mecànica, cosa que mou les rodes del cotxe. En aquest cas, lelectricitat dinàmica és la clau per al funcionament del vehicle, que també converteix lenergia química emmagatzemada en la bateria en moviment.
Lús dels carregadors elèctrics per carregar les bateries també és un exemple delectricitat dinàmica. En aquest cas, s'utilitza l'energia elèctrica per convertir-la en energia química que es pugui emmagatzemar a les bateries.
5. Un tren d'alta velocitat (tren elèctric)
Aquests trens funcionen mitjançant un sistema de corrent elèctric que flueix per cables aeris o mitjançant un tercer rail. El corrent elèctric es transfereix al tren, on alimenta motors elèctrics que converteixen aquesta energia en moviment.
Un aspecte interessant d'aquests trens és que gràcies a l'electricitat dinàmica són capaços d'assolir velocitats molt altes amb una eficiència energètica sorprenent. El moviment continu delectrons al llarg daquests sistemes de transmissió és el que permet que el tren funcioni.
6. Panells solars fotovoltaics
L´energia solar és un dels exemples més clars de com podem aprofitar l´electricitat dinàmica utilitzant fonts d´energia renovables. Els panells solars estan fets de cèl·lules fotovoltaiques, que converteixen la llum solar en electricitat gràcies a l' efecte fotovoltaic, on els fotons de la llum solar colpegen els electrons al material del panell, donant-los suficient energia per moure's i generar un corrent elèctric.
Aquesta electricitat generada pels panells solars és corrent continu (CC). En instal·lacions domèstiques, aquest corrent passa a través d'un inversor que el converteix en corrent altern (CA), que és el tipus d'electricitat que fem servir a casa nostra.
A més, en instal·lacions més grans, com ara plantes solars, l'electricitat generada per milers de panells solars es concentra i s'envia a la xarxa elèctrica, des d'on es pot distribuir a llars i negocis a través de les línies elèctriques d'alta tensió. Així, l'energia solar es pot aprofitar a gran escala gràcies a l'electricitat dinàmica.
10. Línies elèctriques d'alta tensió
Aquestes estructures enormes permeten transportar l'electricitat generada en plantes d'energia (com plantes hidroelèctriques, nuclears, tèrmiques o solars) a llargues distàncies, fins a arribar als consumidors finals.
El corrent que flueix a través de les torres d'alta tensió és corrent altern (CA) i té una característica molt important: es transporta a un alt voltatge per reduir les pèrdues d'energia al camí. Això significa que les càrregues elèctriques es mouen a través d'aquests cables amb una gran diferència de potencial (voltatge) entre els extrems, cosa que permet que l'electricitat pugui viatjar centenars o milers de quilòmetres sense perdre gaire energia.
Quan l'electricitat arriba a les ciutats o zones industrials, es redueix el voltatge a través de transformadors, perquè sigui segur utilitzar-la a llars i negocis.
Així, les torres d'alta tensió i els transformadors formen part d'un sistema massiu de transport d'electricitat que depèn de l'electricitat dinàmica, cosa que permet que l'energia generada en una planta molt llunyana pugui alimentar els nostres dispositius quotidians.
7. Un ordinador portàtil en ús
En encendre un ordinador portàtil, estem fent ús de lelectricitat dinàmica en diverses formes. El corrent elèctric flueix des de la bateria o el carregador cap a diferents components del portàtil, com ara el processador, la memòria RAM, la pantalla i els dispositius demmagatzematge.
A cadascun d'aquests components, l'electricitat dinàmica activa el funcionament dels circuits electrònics, permetent que l'ordinador faci càlculs, processi dades, mostri imatges a la pantalla i faci moltes altres tasques que donem per fet.
8. Un dron volant
El funcionament dels drones també depèn en gran mesura de lelectricitat dinàmica. Aquests dispositius tenen motors elèctrics que són alimentats per bateries. L'electricitat flueix des de les bateries cap als motors, fent que les hèlixs girin.
Com en altres motors elèctrics, les càrregues en moviment generen un camp magnètic que produeix el gir de les hèlixs. Gràcies a aquest moviment continu de càrregues, el dron es pot elevar a l'aire i moure's en diferents direccions. L'electricitat dinàmica és responsable de mantenir tot el sistema en funcionament.
10. Un cotxe de joguina teledirigit
Igual que els cotxes elèctrics, els cotxes de joguina teledirigits funcionen amb electricitat dinàmica. Quan encenem el comandament a distància i accionem el cotxe, el corrent elèctric flueix des de les bateries cap al motor que impulsa les rodes.
Aquest petit motor elèctric converteix el corrent en moviment i, gràcies a això, el cotxe de joguina pot avançar, retrocedir i girar. Tot i ser una joguina, utilitza el mateix principi bàsic d'electricitat dinàmica que els vehicles reals.
11. Un sistema de calefacció elèctrica
Als sistemes de calefacció elèctrics, l'electricitat dinàmica es converteix en calor. Quan encenem una estufa elèctrica o un radiador, el corrent elèctric flueix a través de resistències, les quals s'escalfen a causa del pas dels electrons.
Aquesta calor generada per la resistència es dissipa cap a l'ambient, escalfant l'habitació. Aquí l'electricitat dinàmica es transforma en energia tèrmica, i encara que no veiem el moviment dels electrons, la calor que sentim és una prova que el corrent està fluint.
12. Una rentadora en funcionament
Quan fem servir una rentadora, l'electricitat dinàmica hi juga un paper fonamental. En encendre l'electrodomèstic, el corrent elèctric flueix a través del circuit intern i arriba a un motor elèctric que fa girar el tambor on hi ha la roba.
Com en els altres exemples, l'electricitat es converteix en moviment mecànic. En aquest cas, el corrent elèctric es transforma en l'energia necessària per fer girar el tambor, mentre que altres elements, com la bomba d'aigua, també depenen de l'electricitat dinàmica per fer-ne les funcions.